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运动控制器/运动控制卡配套ZCAN总线ZIO模块的使用

















 ZMC408CE硬件介绍 















ZMC408CE是正运动推出的一款多轴高性能 EtherCAT 总线运动控制器，具有EtherCAT、EtherNET、RS232、CAN和U盘等通讯接口，ZMC系列运动控制器可应用于各种需要脱机或联机运行的场合。

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ZMC408CE支持8轴运动控制，最多可扩展至32轴，支持 直线插补 、任意圆弧插补、空间圆弧、螺旋插补、电子凸轮、电子齿轮、同步跟随等功能。

ZMC408CE支持PLC、Basic、HMI组态三种编程方式。PC 上位机 API编程支持C#、C++、LabVIEW、Matlab、Qt、Linux、VB.Net、Python等接口。

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ZMC408CE支持8轴运动控制，可采用脉冲轴（带编码器反馈）或EtherCAT总线轴，通用IO包含24路输入口和16路输出口，部分IO为高速IO，模拟量AD/DA各两路，EtherCAT最快125us的刷新周期。

ZMC408CE支持8个通道的硬件比较输出、硬件定时器、运动中精准输出，还支持8通道PWM输出，对应的输出口为OUT0-7，支持8个通道同时触发硬件比较输出。

ZMC408CE视频介绍



01
ZCAN扩展模块

ZCAN总线扩展模块包含两个系列： ZCAN扩展模块和ZMIO310-CAN扩展模块，今天我们主要来介绍一下ZCAN扩展模块。
ZCAN扩展模块种类丰富，具体有如下型号。

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02
ZCAN扩展模块的接线

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1、 CAN总线 上连接了多个CAN通讯模块时，将全部CAN的CANL和CANH端口分别接到一起（ CANL接CANL、CANH接CANH）。

2、在CAN总线最两端接口各并接一个120欧的 终端电阻 ，匹配电路阻抗，保证通讯稳定性。（ 控制器/控制卡这一端需要在CANL和CANH之间接入一个120欧电阻，还有最后一个CAN扩展模块的拨码开关来并入一个120欧姆的电阻 ）。

3、要保证控制器的主电源的公共端和CAN扩展模块的主电源的公共端接到一起端（ 俗称“共零”），以防止CAN芯片烧坏。

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4、干扰严重的场合（ 正常接线重启后ZCAN扩展板的ALM灯一直亮着），要将通讯线替换成双绞屏蔽线，屏蔽层可靠接地。
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5、ZIO系列扩展模块均采用双电源供电，扩展板的主电源和IO单电源使用两个电源分别供电，这样可以防止IO的干扰传给ZCAN扩展模块的主电源影响通讯。 ZAIO模拟量扩展模块采用单电源供电，只需要主电源，IO不需要单独供电。

6、布线还要注意强电和弱电布线要拉开距离，建议20cm以上。

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单电源控制器和扩展模块接线参考

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双电源控制器和扩展模块接线参考



03
ZCAN扩展模块的拨码设置
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说到ZCAN扩展模块的拨码设置，我们先来了解一下拨码开关，每块ZCAN扩展板都有一个红色的拨码开关，拨码开关具体含义如下。

1、拨码1-4

4位CAN ID（CAN拨码地址）用于ZCAN扩展模块IO地址映射，4位二进制位组合值对应值范围0-15，控制器根据CAN拨码地址来设定对应扩展模块的IO起始地址及AD与DA的起始地址。

不同二进制位组合值对应数字量IO起始编号分配情况如下表。

注： 整个控制系统的IO编号不得重复，映射资源时需避开已有编号。

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不同二进制位组合值对应AD与DA的起始地址分配情况如下表。1-4位拨码状态与对应地址ID可参考上表。
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2、拨码5-6

CAN通讯速度，组合值对应值范围0-3，可选四种不同的速度，一般CAN通讯速度默认即可，干扰严重可以降低CAN的通讯速度，同时需要通过控制器端通过CANIO_ADDRESS指令来修改控制器端（主端）的CAN通讯速度与ZCAN扩展模块一致才可以正常通讯。

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3、拨码7

特殊功能预留 （ZIO3232MT第7位是拨码前6位的使能，ON时前6位拨码设置生效，OFF时设置不生效）；

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4、拨码8
120欧电阻，拨ON表示CANL和CANH间并联接入一个120欧电阻，连接了多个CAN通讯模块时只需要把最后一个CAN通讯模块的第8位拨为ON即可。
（1）CAN拨码地址的设置，要求整个控制系统的IO 编号不得重复，控制器端本地IO地址的范围可以通过RTSys软件点击【控制器】-【控制器状态】-【Zcan节点】查看相关信息。

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上图是ZMC432控制器的本地数字量IO与模拟量IO的分部情况，针对扩展数字量IO的ZCAN扩展模块，我们需要要求ZCAN扩展板的IO起始地址要大于输入口编号的最大值29，同时大于输出口编号的最大值17，查数字量IO组合值对照表得CAN地址拨码的组合值要大于等于1。
（2）CAN通讯速度。一般默认即可，都拨到OFF，此时默认的波特率为500kbps。
（3）特殊功能预留，一般拨到OFF (ZIO3232MT第7位要拨到ON)。
（4）最后一个CAN扩展模块第8位要拨到ON，把末端的120欧匹配电阻加入CAN网络。
完成CAN扩展模块的接线和拨码开关的设置后需要把控制器和扩展模块 断电重启 后生效。



04
ZCAN扩展模块功能验证
1、 断电重启后，观察ZCAN扩展模块的ALM是否熄灭，扩展模块如果和主端控制器正常通讯上的话，ZCAN扩展模块的灯应该是Power[亮]、Run[亮]、Alarm/ALM[灭] （ 下图ALM灯亮表示异常）。
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IO的电源是否正常。 （下图IO POW灯亮表示IO供电正常）。
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2、 通过RTSys软件点击【控制器】-【控制器状态】-【Zcan节点】可查看到各个ZCAN扩展模块的IO起始编号等信息。

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3、ZCAN扩展板IO口监控。RTSys 软件点击【工具】-【输入口/输出口】-【IO选择】，即可监控对应IO口的IO信息。
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4、ZCAN扩展板模拟量监控。 RTSys软件点击【工具】-【AD/DA】；即可监控对应的模拟量输入输出口的相关信息，ZAIO0802扩展模块的模拟量输入与输出都是12位的，所以 最大刻度值档位要手动选择4095。

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5、ZCAN扩展轴的测试。 CAN总线扩展方式扩展脉冲轴时，可选ZIO16082，扩展两个脉冲轴。 扩展轴需要进行轴映射的操作，采用AXIS_ADDRESS指令映射，映射规则如下。
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ID为扩展板1-4位地址拨码的组合值。映射完成后设置ATYPE等轴参数后就可以使用扩展轴。
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参考上述例程对ZCAN扩展轴轴号进行映射后，便可点击【工具】-【手动运动】现在对应的轴号，进行左右点动的测试。如果电机运动比较慢看不出来，可以以10的倍数慢慢提升脉冲当量的值，测试看效果。

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05
ZCAN扩展模块常见问题分析

常见问题1： CAN扩展模块的Power[亮]、Run[亮]、Alarm[亮]和控制器通讯不上，RTSys软件在【控制器】-【控制器状态】-【Zcan节点】界面也看不到扩展模块的信息。

解决建议如下：
A、参考第二节的接线内容，排查接线的电源是否正常（ZIO模块的主电源是否24V，IO端子的电源是否24V），通过万用表排查导线是否接线良好，是否有接触不良的情况，CAN通讯线缆是否使用双绞屏蔽线，屏蔽层可靠接地，扩展板是否已使用双电源供电。
B、 控制器端是否接120欧电阻，最后面一个扩展模块拨码开关8是否拨到ON。
两端的CAN的地要在同一个地：要保证控制器的主电源的公共端和ZCAN扩展模块ZIO模块的主电源的GND接到一起端（俗称“共零”），同一“地”电势以防止CAN芯片烧坏。
C、 有些扩展模块（例如ZIO3232MT）需要把拨码开关7拨上去才使能，可以把拨码开关7拨到ON，然后断电重启查看。
D、 拨码开关是否设置正确，没有和本体及其他扩展模块有IO地址的冲突。
可以通过RTSys软件点击【控制器】-【控制器状态】-【Zcan节点】可查看到各个ZCAN扩展模块的IO起始编号等信息。
E、 是否存在干扰源，把控制器和扩展模块的所有IO端子及轴接口等其他接线端子排都拔下来，其他无关的设备先断电，然后断电重启看看是否可以通讯上。

F、 控制器的CAN是否是主端模式(CANIO_ADDRESS的bit5有被置1，例如：CANIO_ADDRESS=32 )，CAN通讯的波特率和扩展模块是否一致。可以通过RTSys软件点击【控制器】-【控制器状态】-【通讯配置】可查看到各个CAN主站设置等详细信息。

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G、查看硬件是否被烧坏，可替换控制器及扩展模块测试查看。

常见问题2： 扩展模块有一些IO响应正常，有一些IO响应异常。

解决建议： 通过RTSys软件点击【控制器】-【控制器状态】-【Zcan节点】可查看到各个ZCAN扩展模块的IO编号范围是否有冲突。
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06
ZCAN扩展模块相关指令说明

1、 CANIO_ADDRESS  -- CAN 通讯设置
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2、CANIO_ENABLE -- CAN使能
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3、 CANIO_ STATUS  -- CAN 扩展板 通讯 状态 查询

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教学视频
本次，正运动技术运动控制器/运动控制卡配套ZCAN总线ZIO模块的使用 ，就分享到这里。

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